כוח אלקטרו-מניע

כוח אלקטרו מניע, מכונה גם כמות אנרגיה ליחידת מִטְעַן (בקיצור: כא"מ, באנגלית electromotive force או EMF) היא העבודה החיצונית שיש להשקיע על יחידת מטען על מנת ליצור הפרש פוטנציאלים בין שני הדקים מנותקים. הפרש הפוטנציאלים נוצר על ידי הפרדת מטענים חיוביים ושליליים בדרכים שונות. הכא"מ מסומן לרוב על ידי ${\mathcal {E}}$ . במקור מתח ללא התנגדות פנימית בו נעשית עבודה W על מטען Q שעובר דרכו, הכא"מ הוא: ${\mathcal {E}}={\frac {W}{Q}}$ . לכן במערכת היחידות הבינלאומית הכא"מ נמדד בוולט (ג'אול חלקי קולון). יש לשים לב שאין מדובר בגודל המבטא כוח (הנמדד בניוטון).

יצירת כא"מ

בסוללה חשמלית, הכא"מ נוצר על ידי הפרדת מטענים חיוביים משליליים באמצעות תגובה כימית (אלקטרוליזה) עם אלקטרודות אליהן מחוברים ההדקים.
בגנרטור חשמלי, שדה מגנטי שמשתנה בזמן יוצר כא"מ על ידי השראה אלקטרומגנטית, והפרדת המטענים נעשית על ידי זרימת אלקטרונים דרך מוליך שנובעת מפער באנרגיה הפוטנציאלית החשמלית בין ההדקים. הכא"מ הנוצר על ידי השראה אלקטרומגנטית נקרא כא"מ מושרה.
בתא פוטו-וולטאי, פוטונים מפרידים אלקטרונים מחורים.

במקור כא"מ מנותק, המטענים זורמים בין ההדקים עד למצב שיווי משקל בו השדה החשמלי שנוצר כתוצאה מהפרדת המטענים מפעיל כוח שמבטל בדיוק את הכוח היוצר את הכא"מ: ${\mathcal {E}}=-\int _{A}^{B}{\boldsymbol {E_{cs}\cdot }}d{\boldsymbol {\ell }}$ . לכן, מתח ההדקים של מקור כא"מ מנותק יהיה שווה לגודל הכא"מ שלו. בהשראה אלקטרומגנטית: ${\mathcal {E}}=\oint _{C}{\boldsymbol {E\cdot }}d{\boldsymbol {\ell }}$ .

בעת חיבור מקור הכא"מ למעגל סגור יוזרם זרם חשמלי. כאשר זורם זרם בין ההדקים של המקור, מתח ההדקים יהיה קטן מהכא"מ בשל ההתנגדות הפנימית של המקור: $V={\mathcal {E}}-IR$ .

ההבדל בין מתח וכא"מ

הן הכא"מ והן המתח החשמלי מתארים עבודה ליחידת מטען, אולם אין הם גדלים שקולים. מתח הוא הפרש בפוטנציאל החשמלי בין שתי נקודות, ומתח ההדקים של מקור כא"מ הוא ההפרש בפוטנציאל החשמלי בין שני ההדקים. מתח ההדקים שווה לכא"מ רק בתנאי שהמעגל פתוח, ובעת סגירת המעגל שני הגדלים הללו שונים. ניתן למדוד כא"מ על ידי מדידת מתח ההדקים של המקור בעזרת וולטמטר כאשר הוא מנותק, אך במעגל סגור לא ניתן למדוד ישירות את הכא"מ.

הפרש המתחים לאורך הקפה שלמה סביב המעגל הוא אפס לפי חוקי קירכהוף, אך במעבר דרך מקור כא"מ - נוסף מתח השווה לכא"מ של המקור. כתוצאה מכך, בעת חיבור וולטמטר לשתי נקודות סמוכות במסלול מוליך בו יש השראה אלקטרומגנטית, המתח שיוצג בוולטמטר יהיה שווה לכא"מ המושרה אם השדה המגנטי המשרה את הכא"מ עובר דרך השטח הכלוא על ידי התיל המחבר את הוולטמטר למוליך, ואפס אחרת.

הערך באדיבות ויקיפדיה העברית, קרדיט,
רישיון cc-by-sa 3.0

This article is issued from Hamichlol. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.

חשמל
מושגי יסוד	מטען • שדה חשמלי • אנרגיה פוטנציאלית חשמלית • פוטנציאל • מתח • כא"מ • זרם • התנגדות ומוליכות • חוק אוהם • עכבה • הספק • השראות • זרם ישר • זרם חילופין • מעגל חשמלי • תהודה • עכבה אופיינית
רכיבים בסיסים	מקור מתח • מקור זרם • נגד • קבל • משרן • ממריסטור • שנאי • מתג • מבדד
מכשירי מדידה	מד מתח • מד זרם • מד התנגדות • אלקטרוסקופ • גלוונומטר • מד קיבול • מד השראות • רב מודד • אוסצילוסקופ • מחולל אותות
אלקטרוניקה	מוליך למחצה • דיודה • טרנזיסטור • מיתוג • שפופרת ריק • טריודה • LED • מגבר שרת • מסנן תדרים • מעגל משולב • מעגל מודפס • VLSI • מיקרואלקטרוניקה
זרם חזק	גנרטור חשמלי • מנוע חשמלי • תחנת כוח • מתקן חשמל דירתי • מערכת חלוקה • רשת חשמל
בטיחות בחשמל	התחשמלות • לוח חשמל • קצר חשמלי • נתיך • הארקה • ממסר פחת • מפסק אוטומטי